專利名稱：一種有效收集襯底電流的ldmos版圖結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種半導(dǎo)體器件中的LDMOS版圖結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種有效收集襯底電流的LDMOS版圖結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在顯示驅(qū)動(dòng)和電源管理的產(chǎn)品中，我們需要提供能夠耐高壓和通過(guò)大電流等特性的高壓器件。在高壓功率集成電路中常采用高壓LDMOS滿足耐高壓、實(shí)現(xiàn)功率控制等方面的要求，常用于射頻功率電路。與晶體管相比，在關(guān)鍵的器件特性方面，如增益、線性度、開(kāi)關(guān)性能、散熱性能以及減少級(jí)數(shù)等方面優(yōu)勢(shì)很明顯。LDMOS(橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體器件)由于更容易和CMOS工藝的兼容，被廣泛采用。我們只需要通過(guò)對(duì)CMOS工藝少量的變化就可以得到高性能的LDMOS器件。LDMOS器件通常被用于高壓開(kāi)關(guān)，當(dāng)LDMOS在開(kāi)關(guān)的瞬間，它在漏極和柵極區(qū)上的電壓同時(shí)達(dá)到最大，在強(qiáng)電場(chǎng)和大電流的作用下，在溝道內(nèi)發(fā)生了碰撞電離，會(huì)產(chǎn)生大量的熱載流子和相應(yīng)的襯底電流，當(dāng)襯底電流大到一定的程度時(shí)，襯底寄生的NPN雙極型晶體管被開(kāi)啟，并產(chǎn)生Snapkick(快反向)的現(xiàn)象，最終造成器件被燒毀。所以LDMOS的安全工作區(qū)域就是小于它能承受的最大的漏極和柵極區(qū)電壓之內(nèi)的范圍，為了擴(kuò)大它的安全工作區(qū)域，我們就希望它能承受更大的襯底電流。而襯底電流產(chǎn)生在P型體區(qū)靠近溝道的區(qū)域， 并通過(guò)LDMOS的P型體接觸引出去的，P型體接觸離襯底電流越近，它的引出效果越好，襯底電流被快速引出后，襯底的寄生管就不容易被開(kāi)啟。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中LDMOS制備方法的版圖設(shè)計(jì)的示意圖。圖2為利用圖1所示版圖形成的沿圖3中20的器件剖面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1和圖2所示，在傳統(tǒng)的LDMOS的結(jié)構(gòu)中，有源區(qū)包括源區(qū)9、漏區(qū)8以及體引出區(qū) 11，體引出區(qū)11與源區(qū)9通過(guò)場(chǎng)區(qū)2相間隔，在N型漂移區(qū)5中形成有漏區(qū)8，在P型體區(qū) 7中形成有源區(qū)9和體引出區(qū)11，其形成過(guò)程為在P型體區(qū)7中進(jìn)行P+注入，形成P+摻雜區(qū)作為體引出區(qū)11，在N型漂移區(qū)5和P型體區(qū)7中分別進(jìn)行N+注入形成N型摻雜區(qū)，分別作為漏區(qū)8和源區(qū)9 ；在襯底上形成柵極區(qū)3，并對(duì)柵極區(qū)3進(jìn)行溝道注入，以在柵極區(qū)3 下方形成溝道區(qū)(圖中未標(biāo)示)，其中在源區(qū)9、漏區(qū)8、柵極區(qū)3、N型漂移區(qū)5、以及P型體區(qū)7上形成有接觸孔13，由于源區(qū)9位于體引出去11與柵極區(qū)3下方的溝道區(qū)之間，則體引出區(qū)11到溝道區(qū)中間相隔源區(qū)9，故體引出區(qū)11距離溝道區(qū)較遠(yuǎn)，造成溝道區(qū)中產(chǎn)生的多余的襯底電流無(wú)法及時(shí)通過(guò)體引出區(qū)11收集。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種有效收集襯底電流的LDMOS的版圖結(jié)構(gòu)，該版圖結(jié)構(gòu)中體引出區(qū)與源區(qū)平行交替地排列于P型體區(qū)中，以達(dá)到有效地收集由于碰撞電離產(chǎn)生的襯底電流，及擴(kuò)大LDMOS的安全工作區(qū)域的目的。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種有效收集襯底電流的LDMOS版圖結(jié)構(gòu)，包括P型體區(qū)、N型漂移區(qū)、源區(qū)、漏區(qū)、體引出區(qū)以及柵極區(qū)，所述P型體區(qū)與N型漂移區(qū)相鄰，所述柵極區(qū)跨設(shè)于P型體區(qū)和N型漂移區(qū)上方，所述漏區(qū)位于所述N型漂移區(qū)中，所述源區(qū)、體引出區(qū)平行交替排列于P型體區(qū)中，所述源區(qū)、體引出區(qū)均通過(guò)柵極區(qū)與所述漏區(qū)分隔開(kāi)，所述源區(qū)、體引出區(qū)均與所述柵極區(qū)的邊界相接或部分重合。進(jìn)一步的，所述源區(qū)、漏區(qū)、體引出區(qū)以及柵極區(qū)上分別設(shè)置有若干接觸孔。進(jìn)一步的，所述源區(qū)、漏區(qū)、體引出區(qū)的面積與所述接觸孔的面積相適配。進(jìn)一步的，所述源區(qū)、體引出區(qū)相鄰的邊界相接，非相鄰的邊界相應(yīng)對(duì)齊。進(jìn)一步的，所述源區(qū)與所述漏區(qū)為N型摻雜注入?yún)^(qū)，所述體引出區(qū)為P型摻雜注入?yún)^(qū)。綜上所述，本實(shí)用新型中所述LDMOS器件中在P型體區(qū)中形成體引出區(qū)和源區(qū)的交替排列，使體引出區(qū)靠近柵極區(qū)，進(jìn)而靠近位于柵極區(qū)下方的溝道區(qū)，使得體引出區(qū)的位置更靠近熱載流子和相應(yīng)的襯底電流產(chǎn)生的溝道區(qū)域，從而在強(qiáng)電場(chǎng)和大電流的作用下， 減小在LDMOS的溝道內(nèi)發(fā)生碰撞電離，通過(guò)體引出區(qū)快速轉(zhuǎn)移大量的熱載流子和相應(yīng)的襯底電流，達(dá)到快速有效地收集襯底電流的目的，從而可以快速有效得將襯底電流導(dǎo)出，防止器件被燒毀。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中LDMOS制備方法的版圖結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2為利用圖1所示版圖形成的沿圖3中20的器件剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型中LDMOS制備方法一實(shí)施例中的版圖結(jié)構(gòu)的示意圖。圖4為利用圖3所示版圖形成的沿圖3中201的器件剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為利用圖3所示版圖形成的沿圖3中202的器件剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說(shuō)明書附圖，對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容作進(jìn)一步說(shuō)明。當(dāng)然本實(shí)用新型并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。其次，本實(shí)用新型利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)的表述，在詳述本實(shí)用新型實(shí)例時(shí)，為了便于說(shuō)明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應(yīng)以此作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。本實(shí)用新型的核心思想是本實(shí)用新型要通過(guò)提供一種有效收集襯底電流的 LDMOS版圖結(jié)構(gòu)，在所述P型體區(qū)中形成的源區(qū)以及體引出區(qū)為平行交替排列結(jié)構(gòu)，以使體引出區(qū)更靠近源區(qū)和漏區(qū)之間的溝道去，從而達(dá)到更有效地收集由于碰撞電離產(chǎn)生的襯底電流，避免襯底電流過(guò)大而開(kāi)啟寄生的NPN雙極型晶體管，防止器件進(jìn)入Snapkick (快反向)的現(xiàn)象并燒毀，以達(dá)到擴(kuò)大LDMOS的安全工作區(qū)域的目的。圖3為本實(shí)用新型LDMOS制備方法一實(shí)施例中的版圖結(jié)構(gòu)的示意圖。圖4為利用圖3所示版圖形成的沿圖3中201的器件剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為利用圖3所示版圖形成的沿圖3中202的器件剖面結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)結(jié)合圖3 圖5。在LDMOS的P型體區(qū)107注入的區(qū)域中，非采用傳統(tǒng)LDMOS中獨(dú)立的體引出區(qū)111，而是將源區(qū)109與體引出區(qū)111平行交替相鄰排列于P型體區(qū)107中，且源區(qū)109與體引出區(qū)111的邊界對(duì)齊，源區(qū)109和體引出區(qū)111均與柵極區(qū)103對(duì)齊或部分重疊，從而使體弓丨出區(qū)111更加靠近源區(qū)109與漏區(qū)108之間的溝道區(qū)域，且源極電流和體引出區(qū)的電流能夠均勻分布，則有利于轉(zhuǎn)移由于溝道中的碰撞電離產(chǎn)生的大量熱載流子和襯底電流。其中，在LDMOS的柵極區(qū)103，源區(qū)109和體引出區(qū)111分別打上形成若干接觸孔113，其中源區(qū)109、漏區(qū)108以及體引出區(qū)111的面積以能放下一個(gè)接觸孔為標(biāo)準(zhǔn)，從而減小器件尺寸面積。本實(shí)用新型所述LDMOS版圖結(jié)構(gòu)包括P型體區(qū)107、N型漂移區(qū)105、源區(qū)109、漏區(qū)108、體引出區(qū)111以及柵極區(qū)103，所述P型體區(qū)107與N型漂移區(qū)105相鄰，所述漏區(qū) 108位于所述N型漂移區(qū)105中，所述源區(qū)109、體引出區(qū)111平行交替排列于P型體區(qū)107 中，所述有源區(qū)版用以定義有源區(qū)101和場(chǎng)區(qū)102，所述場(chǎng)區(qū)102將有源區(qū)間隔開(kāi)，有源區(qū) 101包括源區(qū)109、漏區(qū)108和體引出區(qū)111，N型漂移區(qū)版及P型體區(qū)版用以在有源區(qū)101 中形成N型漂移區(qū)105和P型體區(qū)107。所述源區(qū)109、體引出區(qū)111均與所述柵極區(qū)103 的邊界相接或部分重合，所述柵極區(qū)103跨設(shè)于P型體區(qū)107和N型漂移區(qū)105上方，所述源區(qū)109、體引出區(qū)111均通過(guò)柵極區(qū)103與所述漏區(qū)10分隔開(kāi)。其中，所述源區(qū)109、體引出區(qū)11相鄰的邊界相接，非相鄰的邊界相應(yīng)對(duì)齊。所述源區(qū)109與所述漏區(qū)108為N型摻雜注入?yún)^(qū)110，所述體引出區(qū)111為P型摻雜注入?yún)^(qū)112， 所述源區(qū)109、體引出區(qū)111相鄰的邊界相接，非相鄰的邊界相應(yīng)對(duì)齊。其中柵極區(qū)103兩側(cè)還形成有氧化物側(cè)墻104。其中有摻雜離子注入的區(qū)域均為有源區(qū)101，包括源區(qū)109、漏區(qū)108以及體引出區(qū)111。在本實(shí)施例中，所述源區(qū)109、漏區(qū)108、體引出區(qū)111以及柵極區(qū)103上均設(shè)置有若干接觸孔113，所述源區(qū)109、漏區(qū)108、體引出區(qū)111的面積與所述接觸孔113的面積相適配，即在LDMOS柵極區(qū)，源區(qū)，漏區(qū)和體弓I出區(qū)分別打上接觸孔113。源區(qū)109與體弓|出區(qū) 111的面積以能放下一個(gè)接觸孔為標(biāo)準(zhǔn)，以減小器件尺寸面積。綜上所述，本發(fā)明中所述LDMOS器件中在P型體區(qū)中形成體引出區(qū)和源區(qū)的交替排列，使體引出區(qū)靠近柵極區(qū)，進(jìn)而靠近位于柵極區(qū)下方的溝道區(qū)，使得體引出區(qū)的位置更靠近熱載流子和相應(yīng)的襯底電流產(chǎn)生的溝道區(qū)域，從而在強(qiáng)電場(chǎng)和大電流的作用下，減小在LDMOS的溝道內(nèi)發(fā)生碰撞電離，通過(guò)體引出區(qū)快速轉(zhuǎn)移大量的熱載流子和相應(yīng)的襯底電流，達(dá)到快速有效地收集襯底電流的目的，從而可以快速有效得將襯底電流導(dǎo)出，防止器件被燒毀。雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種有效收集襯底電流的LDMOS版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括P型體區(qū)、N型漂移區(qū)、 源區(qū)、漏區(qū)、體引出區(qū)以及柵極區(qū)，所述P型體區(qū)與N型漂移區(qū)相鄰，所述柵極區(qū)跨設(shè)于P型體區(qū)和N型漂移區(qū)上方，所述漏區(qū)位于所述N型漂移區(qū)中，所述源區(qū)、體引出區(qū)平行交替排列于P型體區(qū)中，所述源區(qū)、體引出區(qū)均通過(guò)柵極區(qū)與所述漏區(qū)分隔開(kāi)，所述源區(qū)、體引出區(qū)均與所述柵極區(qū)的邊界相接或部分重合。
2.如權(quán)利要求1所述的有效收集襯底電流的LDMOS版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述源區(qū)、 漏區(qū)、體引出區(qū)以及柵極區(qū)上分別設(shè)置有若干接觸孔。
3.如權(quán)利要求2所述的有效收集襯底電流的LDMOS版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述源區(qū)、 漏區(qū)、體引出區(qū)的面積與所述接觸孔的面積相適配。
4.如權(quán)利要求1所述的有效收集襯底電流的LDMOS版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述源區(qū)與體引出區(qū)相鄰的邊界相接，非相鄰的邊界相應(yīng)對(duì)齊。
5.如權(quán)利要求1所述的有效收集襯底電流的LDMOS版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述源區(qū)與所述漏區(qū)為N型摻雜注入?yún)^(qū)，所述體引出區(qū)為P型摻雜注入?yún)^(qū)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種有效收集襯底電流的LDMOS版圖結(jié)構(gòu)，包括P型體區(qū)、N型漂移區(qū)、源區(qū)、漏區(qū)、體引出區(qū)以及柵極區(qū)，所述P型體區(qū)與N型漂移區(qū)相鄰，所述柵極區(qū)跨設(shè)于P型體區(qū)和N型漂移區(qū)上方，所述漏區(qū)位于所述N型漂移區(qū)中，所述源區(qū)、體引出區(qū)平行交替排列于P型體區(qū)中，所述源區(qū)、體引出區(qū)均通過(guò)柵極區(qū)與所述漏區(qū)分隔開(kāi)，所述源區(qū)、體引出區(qū)均與所述柵極區(qū)的邊界相接或部分重合。本實(shí)用新型中所述版圖結(jié)構(gòu)的體引出區(qū)更靠近產(chǎn)生熱載流子和相應(yīng)的襯底電流產(chǎn)生的溝道區(qū)域，更有效地收集襯底電流，避免襯底電流過(guò)大而開(kāi)啟寄生的NPN雙極型晶體管，防止器件損壞，從而達(dá)到了擴(kuò)大LDMOS的安全工作區(qū)域的目的。
文檔編號(hào)H01L29/06GK202134539SQ201120214928
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者肖慧敏, 陳力山, 顧學(xué)強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司